Одноступенчатый нагнетатель и расчет его основных размеров и параметров

Введение
Центробежные нагнетатели - это машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. Нагнетатели и компрессоры применяют: для получения сжатого воздуха, имеющего силовое назначение; для обеспечения воздухом или газом производственных процессов; для наддува двигателей внутреннего сгорания, в газотурбинных установках, для сжатия и перемещения различных газов на химических заводах, в холодильных установках, для пневматических машин. В одноступенчатом нагнетателе за рабочим колесом, как правило, устанавливается лопаточный или безлопаточный диффузор, в котором уменьшается скорость потока, выходящего из рабочего колеса, и часть кинетической энергии преобразуется в статическое давление. Дальнейшее уменьшение скорости потока и повышение давление осуществляется также и в улитке нагнетателя. В результате повышения окружной скорости рабочего колеса и установки за ним диффузора удается значительно повысить конечное давление, создаваемое одноступенчатым нагнетателем, по сравнению с вентилятором. Задачей работы является определение основных размеров, окружной скорости рабочего нагнетателя и числа оборотов нагнетателя.

1. Расчет рабочего колеса
Рассчитываем воздушный одноступенчатый нагнетатель для работы при следующих условиях: V=15 нм³/мин( 0,25см³ / сек) ; давление на всасывании рн=0,7 МПа (0,7*10 кн/м2); температура на всасывании Т_н=60˚С ( 333˚К); ; давление на нагнетании р_н=1,35 МПа (1,35*10

---

кН/м²); газовая постоянная R=287 Дж/(кг*град); показатель адиабаты k=1,41. Принимаем скорость входа воздуха на лопатки рабочего колеса с₁=95 м/сек. Понижение температуры при адиабатическом расширении вследствие увеличения скорости от с=0 до скорости с1:
ΔТ₁ = = =4,5
Тогда Т1 = Тн- ΔТ1=333-4,5=328,5˚К. Давление при входе на лопатки рабочего колеса р₁=р_н = =0,6 мПа = 6,65 (кгс/см ).

Задаемся величиной политропического КПД на расчетном режиме η = 0,82 Определим величину σ= η =3,43 *0,82 = 2,82 Из уравнения σ= определим показатель политропы сжатия n=1.55 Определяем Р Рк=1,35*0,7=0,945мПа =9,45 кгс/см2 При заданном конечном давлении Рк определяем температуру в конце сжатия:
=328,5 ( 1,5) =378,5 ˚К.
Работа политропического сжатия:

= 40 323,5 Дж/кг.
Принимаем газодинамический КПД., где α=1,04 Принимаем угол лопаток на входе в рабочее колесо β =32˚. Принимаем угол лопаток при выходе из рабочего колеса β

---

=45˚. Предварительно принимаем число лопаток z=18. Задаемся типом диффузора - лопаточный диффузор, тогда коэффициент расхода на выходе колеса

Коэффициент закручивания (при бесконечном числе лопаток):

Тогда, коэффициент циркуляции найдем по формуле Стодолы:

Коэффициент напора:

Эффективная работа ступени:

Обычно принимаем =25 м/сек.


Требуемая окружная скорость рабочего колеса:

при
;
Относительная скорость входа

Скорость потока при входе на лопатки рабочего колеса
,
что близко к принятому значению скорости с1 равному 95 м/сек. Необходимо откорректировать расчет, задавая другим значение скорости При =1,2 получим: Отношение удельных объемов ( из уравнения рυ=RT)


2. Определение диаметра входа в колесо
Диаметр входа в колесо при ξ=0,4 равен

Принимаем

---

=78 мм . При =1.02 получим

. Определение наружного диаметра колеса и числа оборотов
Наружный диаметр колеса:


Число оборотов нагнетателя:

Диаметр втулки:

Средний диаметр вала: Приближенное значение первого критического числа оборотов:

об/мин
Определим соотношение рабочего и критического чисел оборотов

. Определение ширины рабочего колеса
Принимаем толщину лопаток в средней части δ=0,008 м, на концах δ = δ =0,004 м. Коэффициент стеснения на входе в колесо:

При выходе из колеса

Ширина лопаток на входе b1 и выходе b2 может быть определена по уравнениям (радиальный вход ):

Принимаем b =30мм Найдем элементы треугольника скоростей выхода:

сек

м/сек м/сек
Скорость выхода из колеса:

---

м/сек Угол выхода: 20˚ 41΄
Отношение удельных объемов
T2k=273+t2k=273+43.6=316.6˚К.
Найдем внутренний КПД
=
где с =25 м/сек


Найдем ширину лопаток рабочего колеса

Принимаем b =13мм.

Находим отношение

Проверяем

. Профилирование лопаток рабочего колеса
Рассчитаем радиус лопатки рабочего колеса:

Найдем радиус начальной окружности:


Угол раскрытия канала на радиусе R :

Угол раскрытия канала на радиусе R :

Определяем основные размеры диффузора. Выбираем лопаточный диффузор.

Начальный и конечный диаметры диффузора

Осевая ширина диффузора

---

Смотрите также файлы

• Свойства информационного объекта описываются его реквизитами.docx

• Литература 1 Вводная часть Целью разрабатываемого бизнесплана является создание новой туристической фирмы ооо КоралОтдых.docx

• Избирательный бюллетень.doc

• 4 Гемодинамика&30 Раздел 1&60&1 Сосудысфинктеры бывают.doc

• субсидиялар Экологиялы менеджментке жатадыэкологиялы салада басарушылы шешімдерді зірлеу жне абылдау.docx